一种用于长距离输水PCCP管的持续监测装置

本技术涉及管道检测装置，尤其涉及一种用于长距离输水pccp管的持续监测装置。

背景技术：

1、pccp管为预应力混凝土圆筒管(pre-stressed concrete cylinderpipe，pccp)，通常用于输送水流与其他液体，是由一系列的预应力混凝土圆筒构成，因其具有大口径、高强度、高耐压、高密封性和优越的可靠性、耐久性、抗震性及运行管理费低等特性，在国内外得到广泛应用。随着时间推移，预应力混凝土圆筒管内的混凝土可能出现腐蚀开裂，钢丝遭受到腐蚀等问题，因此对管道进行安全监测非常重要。

2、中国专利《一种具有断丝在线监测功能的智能pccp管》(公开号：cn 212643786u)公开了一种具有断丝在线监测功能的智能pccp管，其虽然能够监测pccp管的预应力钢丝层是否出现断丝，但是无法对管道内壁的腐蚀情况进行监测，且无法在输水管道运行的过程中进行持续的监测。中国专利《一种水利pccp管声光纤声纹监测机器人及其控制方法》(公开号：cn113984891a)公开了一种水利pccp管声光纤声纹监测机器人，其虽然可对pccp管进行连续行走式探伤监测处理，降低了操作人员的工作量，提升了pccp管探伤监测的便捷性，同时也综合提升了pccp管在线监测的效率和精度，但是无法监测pccp管的预应力钢丝层是否出现断丝，同时也无法在输水管道运行的过程中进行持续的监测。

3、因此，需要一种能够长时间在pccp管道工作中对pccp管壁腐蚀及预应力钢丝监测的装置。

技术实现思路

1、本技术的实施例提供一种用于长距离输水pccp管的持续监测装置，不仅可以在pccp管工作时提供持续检测，而且在设备电力供给不足的时候能够利用水流进行发电，还采用电磁波中继传输的方法解决了长距离pccp管信号传输的问题。

2、为达到上述目的，本技术的实施例提供了一种用于长距离输水pccp管的持续监测装置，包括悬浮发电监测装置和信号悬浮发电传输装置组；所述悬浮发电监测装置包括第一悬浮及稳定组件、监测组件、电磁信号发射器、第一稳定辅助器和第一辅助悬浮及发电组件；所述第一悬浮及稳定组件能够产生浮力并使所述悬浮发电监测装置在所述pccp中膨胀并卡定；所述监测组件能够对所述pccp管进行扫描并探测所述pccp管内的水流情况；所述电磁信号发射器能够将所述监测组件检测的信号进行发送；所述第一稳定辅助器能够根据水流情况调整所述悬浮发电监测装置的姿态；所述第一辅助悬浮及发电组件能够根据接收到的水流情况信号调整所述悬浮发电监测装置的姿态，并利用水流发电为所述第一悬浮及稳定组件、监测组件和第一稳定辅助器供电；所述信号悬浮发电传输装置组能够接收所述电磁信号发射器发送的pccp管的扫描信号，并通过电磁波中继传输的方式将所述pccp管的扫描信号传输给外部的信息接收分析端。

3、进一步地，所述第一悬浮及稳定组件包括悬浮外壳、第一漂浮气囊、多个第一气体产生装置和多个第一充气稳定气囊；所述气体产生装置和所述第一漂浮气囊均设置在所述悬浮外壳内且所述第一气体产生装置的出口和所述第一漂浮气囊的入口之间设有第一开关阀；所述第一气体产生装置包括电解水模块和设置在所述电解水模块入口处的第二开关阀，所述电解水模块内设有能够电解水的导电片；多个所述第一充气稳定气囊沿周向均布在所述悬浮外壳的外壁上，所述第一充气稳定气囊的入口与所述第一漂浮气囊的出口连通；所述第一充气稳定气囊的出口处设有第一排气通道，所述第一排气通道的入口处设有第三开关阀。

4、进一步地，所述监测组件包括设置在所述悬浮外壳的头部的监测环和指向性监测及传感器；所述监测环能够对所述pccp管进行扫描，并将扫描结果发送给所述电磁信号发射器；所述指向性监测及传感器能够探测所述pccp管内的水流情况并将探测结果发送给第一辅助悬浮及发电组件和信号悬浮发电传输装置组。

5、进一步地，所述第一稳定辅助器包括稳定辅助器外壳和设置在所述稳定辅助器外壳内的带抱闸的电机、陀螺仪模块、转动轴和配重块；所述陀螺仪模块与所述带抱闸的电机通信连接；所述带抱闸的电机的固定端连接在壳体上，输出端与转动轴连接；所述配重块固连在所述转动轴上且与所述稳定辅助器外壳滑动连接。

6、进一步地，所述第一辅助悬浮及发电组件包括电机和水利轮；所述电机固连在所述悬浮外壳和所述第一稳定辅助器之间；所述水利轮连接在所述电机的输出轴上；所述电机为发电电动机。

7、进一步地，所述第一辅助悬浮及发电组件还包括控制单元，所述控制单元设置在所述第一稳定辅助器内；所述控制单元与所述电机和所述指向性监测及传感器均通信连接；所述控制单元能够接收所述指向性监测及传感器发送的水流情况信号，并根据水流情况信号控制所述电机启停。

8、进一步地，所述第一辅助悬浮及发电组件还包括电能储存装置和电量检测单元；所述电能储存装置和所述电量检测单元均设置在所述第一稳定辅助器内；所述电能储存装置能够存储所述电机产生的电能；所述电量检测单元与所述电能储存装置和所述电机均通信连接。

9、进一步地，所述信号悬浮发电传输装置组包括多个沿所述pccp管的轴线依次设置的信号悬浮发电传输装置；位于首端的所述信号悬浮发电传输装置能够接收所述悬浮发电监测装置发送的pccp管的扫描信号，并将所述信号传输至相邻的悬浮发电传输装置；位于中部的信号悬浮发电传输装置能够接收前侧的所述信号悬浮发电传输装置发送的pccp管的扫描信号，并将所述信号传输至后侧的悬浮发电传输装置；位于末端的信号悬浮发电传输装置能够接收前侧的所述信号悬浮发电传输装置发送的pccp管的扫描信号，并将所述信号传输至外部的信息接收分析端。

10、进一步地，所述信号悬浮发电传输装置包括外壳组件、第二悬浮及稳定组件、第二稳定辅助器、第二辅助悬浮及发电组件和电磁信号传输器；所述第二悬浮及稳定组件能够产生浮力并使所述信号悬浮发电传输装置在所述pccp中膨胀并卡定；所述第二辅助悬浮及发电组件能够根据接收到的信号强度调整所述信号悬浮发电传输装置与所述悬浮发电监测装置之间的距离，并利用水流发电为所述第二悬浮及稳定组件和所述第二稳定辅助器供电。

11、进一步地，所述第二悬浮及稳定组件与所述第一悬浮及稳定组件的结构相同；所述第二稳定辅助器与所述第一稳定辅助器的结构相同。

12、本技术相比现有技术具有以下有益效果：

13、1、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置通过设置悬浮发电监测装置对pccp管壁腐蚀及预应力钢丝进行检测，通过设置多个信号悬浮发电传输装置接收悬浮发电监测装置的检测信息，并将该信息采用电磁波中继传输的方法传输至外部的信息接收分析端，从而实现了对长距离输水pccp管的持续监测。

14、2、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置中的悬浮发电监测装置通过设置由电机和水利轮组成的第一辅助悬浮及发电组件和第一稳定辅助器，使得在检测开始时，第一稳定辅助器根据水流情况调整整个悬浮发电监测装置的姿态，同时电机带动水利轮转动平衡水流产生的动能，使整个悬浮发电监测装置可以在pccp管中的运动水流中保持稳定，确保监测环能够与待测pccp管充分接触。

15、3、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置中的悬浮发电监测装置通过设置第一悬浮及稳定组件，从而在检测时利用气体的浮力使悬浮发电监测装置漂浮在满水的pccp管内，在电量不足时，通过对pccp管内的水进行电解处理产生气体，使其膨胀稳定在pccp管内，为后续的水流发电做好准备。

16、4、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置中的悬浮发电监测装置通过设置指向性监测及传感器对pccp管内的水流情况进行探测，并将检测结果发送至控制单元，控制单元根据接收到的水流情况信号，控制电机启停，形成闭环反馈，可以更好的调整悬浮发电监测装置的姿态使监测环可以进行更准确的检测。

17、5、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置中的悬浮发电监测装置通过设置第一辅助悬浮及发电组件，从而在整个悬浮发电监测装置电力供给不足时，利用水流进行发电为其提供电能。

18、6、本技术实施例用于长距离输水pccp管的持续监测装置通过设置多个信号悬浮发电传输装置，采用电磁波中继传输的方法将检测信号传送至外部的信息接收分析端，解决了长距离pccp管信号传输问题。